• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Es wird ein elektrisches Bauelement vorgeschlagen, welches auf einem eklektrisch isolierenden oder halbleitenden Substrat angeordnete, elektrisch leitende Strukturen und gegenüber einer Spannung oder einem elektrischen Überschlag empfindliche, galvanisch voneinander getrennte Bauelementstrukturen aufweist. Zur Vermeidung eines Überschlags zwischen den galvanisch getrennten Bauelementstrukturen sind diese mit einer Shuntleitung kurzgeschlossen, die einen gegenüber den übrigen elektrischen Leiterbahnen verringerten Querschnitt aufweist. Zu einem beliebigen Zeitpunkt, insbesondere nach kompletter Fertigstellung des Bauelements, kann die Shuntleitung durch Anlegen eines elektrischen Stroms durchgebrannt werden, wobei eine galvanische Trennung der Bauelementstrukturen herbeigeführt wird, soweit dies für die Funktion des Bauelements erforderlich ist.An electrical component is proposed which has electrically conductive structures arranged on anelectrically insulating or semiconducting substrate and component structures which are sensitive to voltage or an electrical flashover and are galvanically separated from one another. To avoid a flashover between the galvanically separated component structures, they are short-circuited with a shunt line which has a reduced cross-section compared to the other electrical conductor tracks. At any time, especially after complete completion of the device, the shunt line can be burned by applying an electrical current, with a galvanic separation of the component structures is brought about, as far as this is necessary for the function of the device.
    公开号:DE102004005129A1
    申请号:DE102004005129
    申请日:2004-02-02
    公开日:2005-08-18
    发明作者:Thomas Dr. Baier；Waldemar Gawlik；Günter Dr. Kovacs；Anton Dr. Leidl；Christian Math；Werner Dr. Ruile
    申请人:Epcos AG；
    IPC主号:H01L23-62
    专利说明:
    [0001] Beielektrischen Bauelementen, insbesondere bei miniaturisierten elektrischenBauelementen mit elektrischen Leiterbahnen geringen Querschnitts oderBauelementstrukturen, die in geringem Abstand zueinander im Bauelementangeordnet sind, treten verstärktProbleme mit elektrostatischer Auf- und Entladung auf, die allgemeinals ESD-Problem (Electrostatic Discharge) bekannt sind. Aufgrundgeringer Abmessungen oder geringer Abstände kann es bei solchen Bauelementenaufgrund von statischer Elektrizität zu Überschlägen zwischen den benachbarten Bauelementstrukturenkommen, die zur Beschädigungoder Zerstörungder Bauelementstrukturen führenkönnen.Die elektrostatische Aufladung und die damit am Bauelement zwischenunterschiedlichen Bauelementstrukturen anliegende Spannung kann aufgrundvon Triboelektrizität,durch Kontakt mit einem äußeren elektrischenPotential, übereine atmosphärischeAufladung erfolgen. Insbesondere bei Materialien mit pyroelektrischenoder piezoelektrischen Eigenschaften können infolge von Bearbeitungsschritten,der eine Temperaturveränderung oder(bei piezoelektrischen Materialien) eine starke mechanische Belastungauf das Materialien beinhalten, zu einer starken elektrischen Aufladungführen.atelectrical components, especially in miniaturized electricalComponents with electrical conductors of small cross section orDevice structures that are closely spaced from each other in the deviceare arranged, stepping strengthenedProblems with electrostatic charging and discharging generallyknown as the ESD problem (Electrostatic Discharge). by virtue ofSmall dimensions or small distances can be found in such componentsdue to static electricity to flashovers between the adjacent device structurescome to the damageor destructionlead the component structurescan.The electrostatic charge and thus the component betweendifferent voltage applied to different component structures may be due toof triboelectricity,by contact with an external electricalPotential, overan atmosphericCharging done. Especially for materials with pyroelectricor piezoelectric properties may be due to processing steps,the one temperature change or(with piezoelectric materials) a strong mechanical loadon the materials, to a strong electrical chargeto lead.
    [0002] Bautsich nun eine solche Spannung zwischen zwei elektrisch voneinanderisolierten Bauelementstrukturen auf, die auf hochisolierenden oder halbleitendenMaterialien aufgebracht sind, so kann dies bei Überschreiten der Durchbruchspannungzu einem elektrischen Überschlagführen.Dieser findet vorzugsweise an den Stellen statt, an dem die elektrischvonein ander isolierten Bauelementstrukturen den geringsten Abstandaufweisen oder an solchen Stellen, an denen aufgrund einer speziellengeometrischen Ausformung der Bauelementstrukturen eine höhere Ladungsdichtevorherrscht.buildsNow, such a voltage between two electrically from each otherisolated device structures based on highly insulating or semiconductingMaterials are applied, this may happen when the breakdown voltage is exceededto an electric flashoverto lead.This takes place preferably at the points at which the electricalvonein other isolated component structures the smallest distanceor at those points where, due to a specialgeometric shape of the device structures a higher charge densityprevails.
    [0003] Besondersbetroffen von diesem Problem sind Bauelemente, die auf piezo- und/oderpyroelektrischen Materialien als Substrat aufgebaut sind. Dies betrifftinsbesondere mikroakustische Bauelemente wie SAW-Bauelemente, FBAR-Bauelementeoder MEMS-Bauelemente(Microelectromechanical Systems). Das Problem wird durch die hochisolierenden Eigenschaftender Substratmaterialien verstärkt,die einen natürlichenAbbau der elektrostatischen Spannungen über eine hochohmige Leitungverhindern.Especiallyaffected by this problem are components based on piezo and / orpyroelectric materials are constructed as a substrate. this concernsin particular microacoustic components such as SAW components, FBAR componentsor MEMS devices(Microelectromechanical Systems). The problem is due to the highly insulating propertiesthe substrate materials reinforced,the one naturalDegradation of electrostatic voltages via a high-impedance lineprevent.
    [0004] Essind verschiedene Maßnahmenbekannt, den Aufbau großerelektrostatischer Spannungen zu verhindern bzw. elektrostatischeSpannungen abzubauen. Insbesondere sind Bauelemente bekannt, die hochohmigeVerbindungen zwischen empfindlichen Bauelementstrukturen aufweisen,beispielsweise in Form einer hochohmigen Schicht zwischen Bauelementstrukturenund Substrat (siehe beispielsweise DE-A-102 203 47 oder EP-A-12473 38) oder in Form von hochohmigen elektrischen Verbindungen (siehe z.B. US 5,699,026 ). Mit Hilfesolcher hochohmiger Verbindungen können empfindliche Bauelementegegen langsam aufbauende Überspannungengeschütztwerden. Nachteile dieser Lösungsind jedoch die schlechte Performance solcher Bauelemente, die sichinsbesondere bei SAW-Filtern in einer erhöhten Einfügedämpfung bemerkbar macht, sowieein erhöhterPlatzbedarf und eine fehlende Wirkung bei sich schnell aufbauendenLadungen.Various measures are known to prevent the build-up of large electrostatic voltages or to reduce electrostatic voltages. In particular, components are known which have high-resistance connections between sensitive component structures, for example in the form of a high-resistance layer between component structures and substrate (see, for example, DE-A-102 203 47 or EP-A-124 73 38) or in the form of high-resistance electrical connections ( see eg US 5,699,026 ). With the help of such high-impedance connections sensitive components can be protected against slow-rising surges. Disadvantages of this solution, however, are the poor performance of such components, which is noticeable in particular in SAW filters in an increased insertion loss, as well as an increased space requirement and a lack of effect in fast-building charges.
    [0005] Aufgabeder vorliegenden Erfindung ist es daher, ein elektrisches Bauelementanzugeben, welches gegen Überspannungenoder elektrostatische Entladung empfindliche Bauelementstrukturenaufweist, welches aber währenddes gesamten Herstellungsprozesses in einfacher Weise gegen solche Schäden geschützt ist,und welches die genannten Nachteile der bekannten Lösungen vermeidet.taskThe present invention is therefore an electrical componentspecify which against overvoltagesor electrostatic discharge sensitive device structureswhich, however, duringthe entire production process is easily protected against such damage,and which avoids the mentioned disadvantages of the known solutions.
    [0006] DieseAufgabe wird erfindungsgemäß durch einelektrisches Bauelement nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungender Erfindung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchenBauelements, sind weiteren Ansprüchenzu entnehmen.TheseThe object is achieved by aelectrical component solved according to claim 1. Advantageous embodimentsthe invention and a method for producing suchComponent, are further claimsrefer to.
    [0007] DieErfindung gibt ein elektrisches Bauelement an, das auf einem halbleitendenoder elektrisch isolierenden Substrat aufgebaut ist. Auf oder imSubstrat sind elektrische Leiterbahnen und elektrisch leitende Strukturenangeordnet, die zumindest zwei Bauelementstrukturen umfassen, dieim fertigen Bauelement üblicherweiseaber nicht zwingend elektrisch gegeneinander isoliert sind, unddie durch einen elektrischen Überschlagoder eine elektrostatische Spannung empfindlich sind.TheInvention specifies an electrical component that is based on a semiconductingor electrically insulating substrate is constructed. On or inSubstrate are electrical conductors and electrically conductive structuresarranged, which comprise at least two component structures, thein the finished component usuallybut not necessarily electrically isolated from each other, andby an electric flashoveror an electrostatic voltage are sensitive.
    [0008] Einsolches Bauelement wird nun erfindungsgemäß dadurch verbessert, daß die zumindest zweiBauelementstrukturen in einer Vorstufe des Bauelements mit einerShuntleitung kurzgeschlossen werden, die im oder auf dem Substrataufgebracht ist und die einen gegenüber den elektrischen Leiterbahnenverringerten Querschnitt aufweist und mit zwei von außen zugänglichenelektrischen Anschlüssen verbundenist. Mit einer solchen Shuntleitung können sämtliche elektrisch voneinandergetrennten Bauelementstrukturen des Bauelements kurzgeschlossen werden,so daß ein Überschlagoder eine Beschädigungaufgrund von statischer Elektrizität praktisch ausgeschlossenist, da durch den Kurzschluss aller Bauelementstrukturen diese sämtlich aufgleichem Potential liegen und sich keine internen Spannungen aufbauenkönnen.Ein solches Bauelement ist währenddes gesamten Herstellungsprozesses geschützt.OneSuch a device is now inventively improved by the fact that the at least twoComponent structures in a preliminary stage of the device with aShunt line are shorted in or on the substrateis applied and the one opposite the electrical conductorsreduced cross-section and with two externally accessibleconnected electrical connectionsis. With such a shunt line can all electrically from each otherbe shorted separate device structures of the device,so that's a rolloveror damagepractically impossible due to static electricityis, because by the short circuit of all component structures, all of them onsame potential and build up no internal tensionscan.Such a device is duringprotected throughout the manufacturing process.
    [0009] Durchden Kurzschluss ist allerdings die Bauelementfunktion selbst gestört, so dassder durch die Shuntleitung erzeugte Kurzschluss vor dem ersten Betriebdes Bauelements beseitigt werden muss. Dies ist erfindungsgemäß in einfacherWeise durch ein Überlastender Shuntleitung mittels eines Stromimpulses möglich, der zu einem Durchbrennender Shuntleitung führt.Da die Shuntleitung gegenüber den übrigen Leiterbahneneinen verringerten Querschnitt aufweist, kann das Durchbrennen bereitsbei einer Stromstärkeerfolgen, die fürdas übrigeBauelement und insbesondere die übrigenLeiterbahnen ungefährlichist und vorzugsweise im Bereich der im normalen Betrieb auftretendenStrömeliegt.ByHowever, the short circuit is the component function itself disturbed, so thatthe short circuit generated by the shunt line before the first operationof the component must be eliminated. This is easier according to the inventionWay through an overloadthe shunt line by means of a current pulse possible, which burns to athe shunt line leads.Since the shunt line opposite the other trackshas a reduced cross-section, the burn can alreadyat a current leveldone forthe restComponent and in particular the restTracks are not dangerousis and preferably in the range of occurring in normal operationstreamslies.
    [0010] DasDurchbrennen der Shuntleitung kann z.B. erst nach vollständiger Fertigstellungdes Bauelements, die den Einbau in ein Gehäuse oder eine sonstige Verkapselungumfasst, erfolgen. Die Shuntleitung ist direkt oder indirekt über zweiaußenliegendeelektrische Anschlüsse,insbesondere die Anschlusspins oder Anschlusskontakte des Bauelementselektrisch kontaktiert, so dass überdiese Anschlüsseder zum Durchbrennen der Shuntleitung erforderliche Strom angelegtwerden kann. Dies kann auch nach einer Verkapselung oder einem Einbau desBauelements in ein Gehäuseerfolgen.TheBlowing the shunt line can e.g. only after complete completionof the component, the installation in a housing or other encapsulationincludes. The shunt line is directly or indirectly over twoexternalelectrical connections,in particular the connection pins or connection contacts of the componentelectrically contacted, so overthese connectionsthe current required to blow the shunt line is appliedcan be. This can also be after encapsulation or installation of theComponent in a housingrespectively.
    [0011] Sindmehrere Shuntleitungen vorhanden, so kann zum Durchbrennen an unterschiedlichePaaren von Außenanschlüssen zeitlichparallel oder gegebenenfalls sequentiell eine möglicherweise auch unterschiedlicheSpannung angelegt werden. Es ist auch möglich, mehrere Shuntleitungenso miteinander zu verschalten, dass zu deren Durchbrennen nur ein Stromstoß an einPaar von Außenanschlüssen angelegtwerden muss. Sind im Bauelement mehrere Shuntleitungen vorhanden,so könnendiese gleichartig oder auch bezüglichAufbau, Geometrie oder Metallisierung her unterschiedlich aufgebautsein.aremultiple shunt lines available, so it can burn to differentMating of outlets temporallyparallel or possibly sequentially possibly also differentVoltage to be applied. It is also possible to have several shunt linesto interconnect with each other so that their only one rush of current to burn throughPair of external connections createdmust become. If several shunt lines are present in the component,so canthese are the same or with respect toStructure, geometry or metallization ago constructed differentlybe.
    [0012] Diedurchgebrannte Shuntleitung hat im fertigen Bauelement keinerleinachteilige Folgen und benötigteine nur geringe Flächeauf dem Bauelement. Das Durchbrennen der Shuntleitung kann durchAufschmelzen oder Verdampfen des entsprechenden Leitermaterialserfolgen, wobei die dazu erforderliche Energie durch Widerstandsheizungin der Shuntleitung erfolgt, die im verringerten Querschnitt einenerhöhtenelektrischen Widerstand aufweist.Theblown shunt line has no in the finished componentadverse consequences and neededa small areaon the device. The blowing of the shunt line can throughMelting or evaporation of the corresponding conductor materialdone, with the required energy by resistance heatingtakes place in the shunt line, the one in the reduced cross sectionincreasedhaving electrical resistance.
    [0013] Mitder Erfindung ist es möglich,alle empfindlichen oder gefährdetenBauelementstrukturen oder sogar alle elektrisch voneinander getrennten elektrischleitenden Strukturen mit Hilfe einer oder mehrerer leicht wiederentfernbarer Shuntleitungen zu verbinden und kurzzuschließen.Withthe invention it is possibleall sensitive or endangeredComponent structures or even all electrically isolated from each other electricallyconductive structures with the help of one or more easily againremovable shunt lines to connect and short.
    [0014] Vorteilhaftist es möglich,in der Shuntleitung nur einen relativ kurzen Abschnitt mit verringertem Querschnittauszubilden. Dies führtzu einer Sollbruchstelle, die an einer gewünschten Stelle auf dem Substratplatziert werden kann. Die Shuntleitung selbst kann dann wesentlichlängerausgeführtwerden, um gegebenenfalls weit entfernte Bauelementstrukturen entsprechendzu verbinden. Auf diese Weise ist es möglich, auch floatende elektrischleitende Strukturen, die nicht mit einem äußeren Anschluss verbunden sind,mit Hilfe einer Shuntleitung abzusichern, ohne die Bauelementfunktionzu beeinträchtigen.AdvantageousIs it possible,in the shunt line only a relatively short section with reduced cross-sectiontrain. this leads toto a predetermined breaking point, which at a desired location on the substratecan be placed. The shunt line itself can then be essentiallongeraccomplishedbe, if appropriate, far removed device structures accordinglyconnect to. In this way it is possible, even floating electricconductive structures that are not connected to an external terminal,using a shunt line, without the component functionto impair.
    [0015] Vorzugsweisekann die Shuntleitung zwischen elektrischen Anschlussflächen aufdem Substrat vorgesehen werden. Da diese Anschlussflächen üblicherweisemit den äußeren Anschlüssen des Bauelementselektrisch verbunden sind, ist so auch die elektrische Ansprechbarkeitder Shuntleitung beim Durchbrennen gewährleistet. Mit solchen Shuntleitungenkönnenalle mit den Anschlussflächenverbundenen Metallisierungen kurzgeschlossen werden.PreferablyCan the shunt line between electrical pads onbe provided to the substrate. Because these pads usuallywith the outer terminals of the deviceare electrically connected, as well as the electrical responsivenessensures the shunt line when burning through. With such shunt linescanall with the padsconnected metallizations are shorted.
    [0016] Beider Herstellung des Bauelements wird die Shuntleitung in einem möglichstfrühenHerstellungsschritt erzeugt, vorzugsweise zusammen mit der erstenMetallisierung, bei der auch weitere Leiterbahnen und Bauelementstrukturenfür dieeigentliche Bauelementfunktion erzeugt werden. Dies hat den Vorteil,daß für die Herstellungder Shuntleitung kein eigener Verfahrensschritt erforderlich ist,und daß dasBauelement übereine maximale Anzahl von Verfahrensschritten während der Herstellung geschützt ist.Dementsprechend bestehen die Shuntleitungen vorteilhaft auch ausder gleichen Metallisierung wie die übrigen Leiterbahnen. Sie können beispielsweise mittelseiner Lithographie hergestellt werden.atthe manufacture of the device, the shunt line in a possibleearlyProduced manufacturing step, preferably together with the firstMetallization, in which also other interconnects and component structuresfor theactual component function are generated. This has the advantagethat for the productionthe shunt line no separate process step is required,and thatComponent overa maximum number of process steps during manufacture is protected.Accordingly, the shunt lines are advantageously also madethe same metallization as the other tracks. You can, for example, by means ofa lithograph are produced.
    [0017] Für ein sicheresDurchbrennen ausschließlichder Shuntleitung ist es gut ausreichend, deren Leiterquerschnittzumindest in einem Abschnitt zu halbieren. Der damit verdoppelteWiderstand führt beiDurchleitung des Stromimpulses zum Durchbrennen der Shuntleitungzum Eintrag einer ausreichenden Energie, die zum Aufschmelzen oderVerdampfen des Leitermaterials ausreichend ist, ohne daß dabeidie beispielsweise mit doppeltem Querschnitt vorliegenden übrigen Leiterbahnengefährdetsind.For a sureBlowing exclusivelythe shunt line is well enough, the conductor cross-sectionhalve at least in one section. The doubled with itResistance leadsPassing the current pulse for blowing the shunt lineto introduce enough energy to melt orEvaporation of the conductor material is sufficient without itthe example, with double cross section present other tracksendangeredare.
    [0018] EineReduzierung des Leiterbahnquerschnitts kann beispielsweise vorgenommenwerden, indem die Breite der fürdie Shuntleitung verwendeten Leiterbahn gegenüber den übrigen Leiterbahnen reduziertwird. Möglichist es jedoch auch, die Metallisierungsdicke im Bereich der Shuntleitungzu erniedrigen. Neben der genannten Halbierung ist natürlich aucheine geringere oder auch stärkereReduktion des Leiterbahnquerschnitts der Shuntleitung möglich. EineReduzierung der Metallisierungsdicke im Bereich der Shuntleitungist dann vorteilhaft, wenn die fürdie Erzeugung der Metallisierung verwendete Lithographie keine weiterenStrukturverkleinerungen und damit keine Reduzierung der Leiterbahnbreite ermöglicht.Wird die Metallisierung zum Beispiel zwei- oder mehrschichtig ineinem mehrstufigen Prozess hergestellt, so kann zur Reduzierungder Metallisierungsdicke der Shuntleitung auf eine dieser Stufenverzichtet werden.A reduction of the conductor cross-section can for example be made by the width of the conductor used for the shunt line is reduced compared to the other conductors. However, it is also possible to lower the metallization thickness in the region of the shunt line. In addition to the mentioned halving a smaller or even greater reduction of the conductor cross-section of the shunt line is of course possible. A reduction of the metallization thickness in the region of the shunt line is advantageous if the lithography used for the production of the metallization does not allow further structural reductions and thus no reduction of the conductor track width. If the metallization is produced, for example, in two or more layers in a multi-stage process, it is possible to dispense with one of these stages in order to reduce the metallization thickness of the shunt line.
    [0019] Vorteilhaftwird die Shuntleitung auf der Oberfläche des Substrats angeordnet.Dies gewährleistet,daß dasverdampfende Leitermaterial beim Durchbrennen der Shuntleitung ungehindertentweichen kann bzw. sich maximal verteilen kann, ohne zu zusätzlichenKurzschlüssenzu führen.Möglichist es jedoch auch, die Shuntleitung oder zumindest den Abschnittder Shuntleitung mit dem reduzierten Querschnitt innerhalb einesHohlraums anzuordnen, um bei einem bloßen Aufschmelzen der Shuntleitung Raumfür dieSchmelzperle nach dem Aufschmelzen der Shuntleitung zur Verfügung zustellen.Advantageousthe shunt line is placed on the surface of the substrate.This ensuresthat thisevaporating conductor material unhindered when blowing through the shunt linecan escape or can distribute maximum, without addingshort circuitsrespectively.Possiblebut it is also the shunt line or at least the sectionthe shunt line with the reduced cross-section within aArrange cavity to at a mere melting of the shunt line spacefor theMelt bead after melting the shunt line available tooput.
    [0020] BesondereVorteile bietet die Erfindung bei elektrischen Bauelementen, derenSubstrate Materialien mit pyroelektrischen oder piezoelektrischenEigenschaften umfassen. Pyroelektrische Materialien erzeugen eineSpannung bei Temperaturwech seln, wie sie bei den meisten Verfahrensschrittenwährend derHerstellung des Bauelements unvermeidlich sind. PiezoelektrischeMaterialien erzeugen eine Spannung bei mechanischer Belastung, dieebenfalls bei der Herstellung solcher Bauelemente auftreten kann.Wird das Bauelement beispielsweise auf einer Waferebene gefertigt,so ist ein Vereinzeln erforderlich, welches vorzugsweise mittelsSägen durchgeführt wird.Allein der Sägeprozesskann zu piezoelektrischen Spannung führen und durch die Reibung entstandeneTriboelektrizitätverstärktwerden. Die Erfindung verhindert in sicherer Weise, daß aufgrund dieserProzesse sich unterschiedliche Potentiale aufbauen können, sodaß elektrische Überschläge und Beschädigungenaufgrund hoher Spannungen im Bauelement vermieden werden.SpecialThe invention provides advantages in electrical components whoseSubstrate materials with pyroelectric or piezoelectricFeatures include. Pyroelectric materials create oneStress at temperature changes, as in most of the process stepsduring theProduction of the device are inevitable. piezoelectricMaterials generate a stress under mechanical stress, themay also occur in the manufacture of such devices.For example, if the device is fabricated on a wafer plane,so a separation is required, which preferably by means ofSawing is performed.The sawing process alonecan lead to piezoelectric stress and caused by frictiontriboelectricityreinforcedbecome. The invention securely prevents that due to thisProcesses can build up different potentials, sothat electrical flashovers and damagebe avoided due to high voltages in the device.
    [0021] Dochnicht nur piezo- und pyroelektrische Substratmaterialien führen zumAufbau hoher elektrostatischer Spannungen. Auch bei halbleitenden Bauelementenoder Bauelementen, die auf anderen elektrisch isolierenden Substratenaufgebaut sind, könnenelektrostatische Ladungen entstehen und je nach Aufbau der elektrischleitenden Strukturen auch zu einem elektrischen Überschlag und zu Beschädigungenführen.Erfindungsgemäße Bauelemente können daherauch Halbleiterbauelemente, insbesondere miniaturisierte integrierteSchaltungen, miniaturisierte Sensoren, mikroelektromechanische Systemeund mikrooptische Bauelemente umfassen.Butnot only piezo and pyroelectric substrate materials lead toConstruction of high electrostatic voltages. Also with semiconducting componentsor components on other electrically insulating substratesare built up, canElectrostatic charges arise and, depending on the structure of the electricalconductive structures also cause electrical flashover and damageto lead.Inventive components can thereforealso semiconductor devices, in particular miniaturized integratedCircuits, miniaturized sensors, microelectromechanical systemsand micro-optical devices.
    [0022] Gegenstandder Erfindung ist auch ein Bauelement mit durchgebrannter Shuntleitung,da erst dieses die gewünschteBauelementfunktion erfüllen kann.objectthe invention is also a component with blown shunt line,because only this the desiredCan fulfill component function.
    [0023] Imfolgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der dazugehörigen Figurennäher erläutert. Die Figurenzeigen in schematischer und nicht maßstabsgetreuer Darstellungverschiedene Ausführungsbeispieleder Erfindung.in theThe following is the invention with reference to embodiments and the associated figuresexplained in more detail. The figuresshow in a schematic and not to scale representationvarious embodimentsthe invention.
    [0024] 1 zeigtdas Substrat eines erfindungsgemäßen Bauelementsmit zwei Bauelementstrukturen und einer Shuntleitung in schematischerDraufsicht 1 shows the substrate of a device according to the invention with two component structures and a shunt line in a schematic plan view
    [0025] 2 zeigtdas Substrat eines spezifischen Bauelements mit einer erfindungsgemäßen Shuntleitung 2 shows the substrate of a specific device with a shunt line according to the invention
    [0026] 3 zeigtBauelementstrukturen mit mehreren Shuntleitungen 3 shows component structures with multiple shunt lines
    [0027] 4 zeigteine erfindungsgemäße Metallisierungauf einem Wafer 4 shows a metallization according to the invention on a wafer
    [0028] 5 zeigtBauelementstrukturen mit mehreren Shuntleitungen 5 shows component structures with multiple shunt lines
    [0029] 6 zeigt mehreren miteinander verbundeneShuntleitungen vor (6A) und nach dem Durchbrennen(6B) 6 shows several interconnected shunt lines ( 6A ) and after burning ( 6B )
    [0030] 7 zeigtBauelementstrukturen mit Shuntleitungen, die eine floatende Metallisierung überbrücken 7 shows component structures with shunt lines bridging a floating metallization
    [0031] 1 zeigtin schematischer Draufsicht das Substrat S eines Bauelements, aufdem Bauelementstrukturen BS1 und BS2 angedeutet sind, die beispielsweisezwei Metallisierungen darstellen. Im Ausführungsbeispiel ist die ersteBauelementstruktur BS1 mit elektrischen Anschlussflächen AF1und AF2 verbunden. Die zweite Bauelementstruktur BS2 ist mit elektrischenAnschlussflächenAF3 und AF4 verbunden, jeweils mit Hilfe von Leiterbahnen LB, wobei sichalle Elemente auf der Oberflächedes Substrats befinden. 1 shows a schematic plan view of the substrate S of a device on which component structures BS1 and BS2 are indicated, for example, represent two metallizations. In the exemplary embodiment, the first component structure BS1 is connected to electrical connection surfaces AF1 and AF2. The second component structure BS2 is connected to electrical connection surfaces AF3 and AF4, in each case with the aid of conductor paths LB, wherein all elements are located on the surface of the substrate.
    [0032] Diebeiden Bauelementstrukturen BS1, BS2 sind im normalen Betriebszustanddes Bauelements galvanisch getrennt, aber eng benachbart. Dies hat zurFolge, daß zwischenden beiden Bauelementstrukturen ein elektrischer Überschlagstattfinden kann, falls z.B. aufgrund elektrostatischer Aufladung einerder beiden Strukturen die Durchbruchspannung überschritten wird. Erfindungsgemäß sind daherdie beiden Bauelementstrukturen mit einer Shuntleitung SL, die z.B.zwischen die AnschlussflächenAF2, RF3 verbindet, elektrisch kurzgeschlossen. Die ShuntleitungSL umfasst hier einen Abschnitt, der wie eine normale Leiterbahnausgebildet ist. Des weiteren umfasst sie einen Abschnitt RA, dergegenüberden übrigenLeiterbahnen einen reduzierten Leiterbahnquerschnitt aufweist. Imdargestellten Beispiel ist der reduzierte Querschnitt durch einereduzierte Breite erreicht.The two component structures BS1, BS2 are galvanically isolated in the normal operating state of the component, but closely adjacent. This has the consequence that an electrical flashover can take place between the two component structures if, for example due to electrostatic charging of one of the two structures, the breakdown voltage is exceeded. According to the invention, therefore, the two component structures are electrically short-circuited with a shunt line SL which, for example, connects between the connection areas AF2, RF3. The shunt line SL here comprises a section that acts like a normal conductor is formed. Furthermore, it comprises a section RA, which has a reduced conductor cross-section compared to the other conductor tracks. In the example shown, the reduced cross section is achieved by a reduced width.
    [0033] Nebender einen dargestellten Shuntleitung SL ist es möglich, weitere Shuntleitungenvorzusehen, beispielsweise zwischen den Anschlussflächen AF1und AF4. Auch die AnschlussflächenAF1 und AF2 bzw. AF3 und AF4 könnenjeweils mit einer Shuntleitung verbunden sein. ZusätzlicheShuntleitungen sind erforderlich, wenn die BauelementstrukturenBS beispielsweise eine nur hochohmige Verbindung zwischen den Anschlussflächen AF1und AF2 darstellen oder die Bauelementstruktur überhaupt keine galvanischeVerbindung zwischen den beiden Anschlussflächen AF1 und AF2 bzw. AF3 und AF4gewährleistet.In diesen Fällensind zusätzliche ShuntleitungenSL erforderlich. Von jeder Anschlussfläche AF oder von jeder Metallisierungsstrukturdes Bauelements könnenmehrere auch unterschiedliche Shuntleitungen SL ausgehen und diesemit verschiedenen Metallisierungsstrukturen verbinden.Nextone shunt line SL shown, it is possible to further shunt linesprovide, for example, between the pads AF1and AF4. Also the connection surfacesAF1 and AF2 or AF3 and AF4 caneach connected to a shunt line. additionalShunt lines are required when the component structuresFor example, BS only a high-impedance connection between the pads AF1and AF2 or the device structure is not galvanic at allConnection between the two connection surfaces AF1 and AF2 or AF3 and AF4guaranteed.In these casesare additional shunt linesSL required. From each pad AF or from each metallization structureof the device canseveral different shunt lines SL go out and thisconnect with different metallization structures.
    [0034] 2 zeigtals ein spezifisches Ausführungsbeispielfür eineempfindliche Bauelementstruktur BS einen interdigitalen Wandlereines Oberflächenwellenbauelements(SRW-Bauelement). Das Bauelement ist auf der Oberfläche einespiezoelektrischen Substrats S in Form von Metallisierungen aufgebaut.Der interdigitale Wandler besteht aus zwei interdigitalen Kämmen, diezwei gegen Überschlag empfindlicheBauelementstrukturen BS1 darstellen. Die beiden Elektrodenkämme mitals metallische Streifen ausgebildeten Elektrodenfingern sind hintereinandergeschoben,wobei die Elektrodenfinger unterschiedliche Bauelementstruktureneinen nur geringen Abstand zueinander aufweisen. Ein an einer der beidenBauelementstrukturen BS1, BS2 anliegendes elektrostatisches Potentialkann leicht zu einem elektrischen Durchbruch zwischen dem nahe beieinanderliegendenElektrodenfingern der beiden Bauelementstrukturen BS1, BS2 führen. 2 shows as a specific embodiment of a sensitive device structure BS an interdigital transducer of a surface acoustic wave device (SRW device). The device is constructed on the surface of a piezoelectric substrate S in the form of metallizations. The interdigital transducer consists of two interdigital combs, which represent two component structures sensitive to flashover BS1. The two electrode combs with electrode fingers designed as metallic strips are pushed one behind the other, the electrode fingers having different component structures only a small distance from one another. An electrostatic potential applied to one of the two component structures BS1, BS2 can easily lead to an electrical breakdown between the closely adjacent electrode fingers of the two component structures BS1, BS2.
    [0035] DieBauelementstrukturen sind mit Anschlussflächen AF1 und AF2 mittels elektrischerLeiterbahnen verbunden. Zwischen den beiden im Bauelement galvanischgetrennten Anschlussflächen AF1und AF2 ist erfindungsgemäß eine Shuntleitung SLvorgesehen, die die beiden Anschlussflächen überbrückt. In der Figur ist ein weiteresDetail dargestellt, indem die Anschlussflächen auf den zueinander weisendenSeiten um je eine keilförmigemetallisierte Flächeerweitert sind, deren Spitzen zueinander weisen. Die Spitzen sind über dieShuntleitung SL verbunden. Auf diese Weise sind beide BauelementstrukturenBS1, BS2 elektrisch kurzgeschlossen. Das Substrat mit den Bauelementstrukturen kannauf diese Weise ohne Gefahr eines Durchbruchs weiterverarbeitetwerden.TheComponent structures are with connection surfaces AF1 and AF2 by means of electricalInterconnects connected. Between the two in the component galvanicseparate connection surfaces AF1and AF2 according to the invention is a shunt line SLprovided that bridges the two connection surfaces. In the figure is anotherDetail shown by the pads on the facing each otherPages around each one wedge-shapedmetallized surfaceare extended, the tips of which point to each other. The tips are over theShunt line SL connected. In this way, both component structuresBS1, BS2 electrically shorted. The substrate with the component structures canprocessed in this way without risk of breakthroughbecome.
    [0036] ImRahmen der Weiterverarbeitung kann das Substrat beispielsweise inein Gehäuseeingebaut werden, wobei die Anschlussflächen AF mit äußeren Kontaktflächen desGehäusesoder eines Basissubstrats verbunden werden. In der Figur ist dazubeispielsweise eine Verbindung mittels eines Bonddrahts BD dargestellt.Der Bonddraht BD verbindet die Anschlussflächen mit den Kontaktflächen KFdes Gehäuses,die wiederum mit den Außenkontakten desGesamtbauelements elektrisch verbunden sind. Das Substrat S mitden Bauelementstrukturen BS kann aber auch über Bumpverbindungen in Flip-Chip-Anordnungauf ein Gehäuseunterteiloder auf ein Trägersubstrataufgebracht werden, wobei die Anschlussflächen AF in diesem hier nichtdargestellten Ausführungsbeispielmit deckungsgleich angeordneten Kontaktflächen auf dem Trägersubstrat oderdem Gehäuseunterteil über dieBumps elektrisch leitend und mechanisch fest verbunden werden.in theAs part of further processing, the substrate may be in, for example,a housingbe installed, wherein the pads AF with outer contact surfaces of thehousingor a base substrate. In the figure is toFor example, a connection by means of a bonding wire BD shown.The bonding wire BD connects the pads with the contact surfaces KFof the housing,in turn, with the external contacts of theEntire component are electrically connected. The substrate S withthe component structures BS but can also via bump connections in flip-chip arrangementon a housing baseor on a carrier substratebe applied, the pads AF in this not hereillustrated embodimentwith congruently arranged contact surfaces on the carrier substrate orthe lower housing part over theBumps electrically conductive and mechanically firmly connected.
    [0037] ImRahmen der Weiterverarbeitung kann das Substrat schließlich nochabgedeckt werden, beispielsweise mit einer Kappe, die direkt aufdem Substrat aufsitzen kann, oder mit einem Gehäuseoberteil, das auf dem Gehäuseunterteiloder einer Basisplatte aufsitzen kann. Eine Flip-Chip-Anordnung kannauch mit einer direkt auf der Rückseitedes Substrats aufliegenden Folie oder Beschichtung abgedeckt werden.Dennoch ist gewährleistet,daß auch nachder Häusungdie AnschlussflächenAF überdie Außenkontaktebzw. die KontaktflächenKF von außenzugänglichsind. Dies ist nötig,da die Auftrennung Shuntleitung SL mittels eines geeigneten Stromstoßes zu einembeliebigen Zeitpunkt, insbesondere nach der kompletten Fertigstellungdes Bauelements durchgeführtwerden kann.in theFinally, the substrate can still be used for further processingbe covered, for example, with a cap directly oncan sit on the substrate, or with an upper housing part, which on the housing lower partor a base plate can sit up. A flip-chip arrangement canalso with one directly on the backcovered by the substrate lying film or coating.Nevertheless, it is ensuredthat too afterof the housethe connection surfacesAF overthe external contactsor the contact surfacesKF from the outsideaccessibleare. This is necessarybecause the separation shunt line SL by means of a suitable power surge to aany time, especially after complete completioncarried out of the devicecan be.
    [0038] 3 zeigtein weiteres Ausführungsbeispiel derErfindung, bei dem auf dem Substrat drei oder mehr BauelementstrukturenBS1, BS2 und BS3 angeordnet sind, die im betriebsbereiten Bauelement galvanischvoneinander getrennt sind. Jede der Bauelementstrukturen ist mitzumindest einer AnschlussflächeAF1, AF2, AF3 verbunden. Je zwei der Anschlussflächen sind hier mittels einerShuntleitung SL kurzgeschlossen, wobei die Shuntleitung SL1 dieAnschlussflächenAF1 und AF2 und die Shuntleitung SL2 die Anschlussflächen AF2und AF3 miteinander verbindet. 3 shows a further embodiment of the invention, in which three or more component structures BS1, BS2 and BS3 are arranged on the substrate, which are galvanically separated from each other in the operational component. Each of the component structures is connected to at least one connection surface AF1, AF2, AF3. Each two of the connection surfaces are short-circuited here by means of a shunt line SL, the shunt line SL1 connecting the connection surfaces AF1 and AF2 and the shunt line SL2 connecting the connection surfaces AF2 and AF3.
    [0039] Zueinem beliebigen Zeitpunkt währendoder vorzugsweise nach der Fertigstellung des Gesamtbauelements,die das Aufbringen weiterer Strukturen, Schichten oder Abdeckungenbeinhalten kann, werden die Shuntleitungen getrennt. Dazu wird an dieAnschlussflächenAF1 und AF2 unter kontrollierten Bedingungen eine Spannung angelegt,die zu einem kontrollierten Stromfluss zwischen den beiden Anschlussflächen AF1und AF2 führt.Der Stromfluss wird ausreichend groß gewählt, daß die über dem erhöhten Widerstand der Shuntleitungbedingte Aufheizung der Shuntleitung zu einem Aufschmelzen oder Verdampfendes Leiterbahnmaterials führt.Dadurch wird der Stromfluss unterbrochen und die Spannung steigtan. Daraufhin werden die Anschlussflächen von der Stromversorgungbzw. den Potentialen getrennt, um eine Überspannung zwischen den nungalvanisch getrennten Bauelementstrukturen BS1 und BS2 zu vermeiden.Der gleiche Durchbrennvorgang wird nun auch für die Shuntleitung SL2 durchAnlegen einer Spannung an die Anschlussflächen AF2 und AF3 vorgenommen.Dies führtdazu, daß alledrei Bauelementstrukturen BS1, BS2, BS3 nun galvanisch voneinandergetrennt sind. Dabei ist es möglich,daß nurzwei der Anschlussflächenim späteren Bauelementfür dieBauelementfunktion genutzt werden, beispielsweise die Anschlussflächen AF1 und AF3.Die Bauelementstruktur BS2 kann eine floatende Metallisierung darstellen,die keinerlei Kontakt mit einem äußeren Potentialwährenddes Bauelementbetriebs hat. Die Anschlussfläche AF2 ist dann ausschließlich zumTrennen der entsprechenden Shuntleitungen SL1, SL2 mit einem äußeren Anschluss verbunden,um dort eine entsprechende Spannung anzulegen.At any time during or, preferably, after the completion of the overall device, which may involve the application of further structures, layers or covers, the shunt lines are disconnected. For this purpose, the connection surfaces AF1 and AF2 under controlled a voltage is applied, which leads to a controlled current flow between the two pads AF1 and AF2. The current flow is chosen to be sufficiently great that the heating of the shunt line, which is caused by the increased resistance of the shunt line, leads to a melting or vaporization of the conductor track material. As a result, the current flow is interrupted and the voltage increases. Then, the pads are separated from the power supply and the potentials to avoid overvoltage between the now galvanically isolated component structures BS1 and BS2. The same burn-through process is now also carried out for the shunt line SL2 by applying a voltage to the pads AF2 and AF3. As a result, all three component structures BS1, BS2, BS3 are now galvanically separated from one another. It is possible that only two of the pads are used in the later component for the component function, such as the pads AF1 and AF3. The device structure BS2 may represent a floating metallization that has no contact with any external potential during device operation. The pad AF2 is then connected exclusively to separate the corresponding shunt lines SL1, SL2 with an outer terminal to apply a corresponding voltage there.
    [0040] Ineiner weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dieLeiterbahnen LB direkt mit einer Shuntleitung zu verbinden. DieShuntleitung kann dabei den kürzestmöglichenAbstand zwischen den beiden zu verbindenden Metallisierungen überbrücken, wobeiin diesem Fall die hier minimale benötigte Substratoberfläche vorteilhaftist. Möglichist es jedoch auch, die Shuntleitung oder die Shuntleitungen ineiner beliebigen Längeund in einer beliebigen Form auszuführen. Beispielsweise ist esmöglich,die Shuntleitung als Mäanderstrukturauszuführen.InIn a further embodiment of the invention, it is possible toConductors LB to connect directly to a shunt line. TheShunt line can be the shortest possibleBridge the distance between the two metallizations to be connected, whereIn this case, the minimum required substrate surface here advantageousis. PossibleHowever, it is also the shunt line or the shunt lines inany lengthand in any form. For example it ispossible,the shunt line as a meander structureperform.
    [0041] Zumeistist es jedoch von Vorteil, Metallisierungsfläche und Metallisierungsdickeder Shuntleitung zu minimieren, um im Bauelement keine zusätzlichenparasitärenKapazitätenaufzubauen, die die Bauelementfunktion beeinflussen könnten. Möglich istes auch, die Bauelementstrukturen BS selbst über Shuntleitungen mit denAnschlussflächenAF zu verbinden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn derelektrische Anschluss der Bauelementstrukturen nicht über dieAnschlussflächenAF erfolgt, sondern an anderer Stelle der Bauelementstruktur vorgenommenwird, beispielsweise überBonddrahtverbindungen oder überBumpverbindungen.mostlyhowever, it is beneficial to have metallization area and metallization thicknessto minimize the shunt line in order to have no additional in the deviceparasiticcapacitieswhich could affect the device function. Is possibleit also, the component structures BS itself via shunt lines with thepadsAF to connect. This is particularly advantageous if theelectrical connection of the component structures does not have thepadsAF is done, but made elsewhere in the device structureis, for example, overBond wire connections or overBump connections.
    [0042] 4 zeigteine weitere Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Metallisierungzur Erzeugung der Bauelementstrukturen BS, der Leiterbahnen LB, derAnschlussflächenAF und der Shuntleitungen SL auf Waferebene vorgenommen wird. DasSubstrat ist dann ein Wafer, auf dem verschiedene Bauelementbereichedurch die gedachten Schnittkanten SK voneinander getrennt sind.In einem Schritt werden zeitlich parallel in jedem Bauelementbereichentsprechende Bauelementstrukturen und andere leitende Strukturenaufgebracht. In der Figur sind nur die Strukturen eines einzigenBauelementbereichs schematisch angedeutet, nämlich zwei galvanisch voneinandergetrennte Bauelementstrukturen BS1 und BS2. Mehrere Anschlussflächen AFsind so auf dem Wafer angeordnet, daß sie eine Schnittkante SK überlappenund so zwei benachbarten Bauelementbereichen gleichzeitig angehören. DieAnschlussflächensind galvanisch mit den Bauelementstrukturen BS verbunden. Je zweibenachbarte im fertigen Bauelement galvanisch getrennte Anschlussflächen sind über ShuntleitungenSL miteinander verbunden. Durch die zwei Bauelementbereichen gleichzeitigangehörendenAnschlussflächenAF sind auf diese Weise auch die Bauelementstrukturen benachbarter Bauelementbereichegalvanisch miteinander verbunden, so daß so alle metallischen Strukturenin allen Bauelementbereichen auf der gesamten Waferoberfläche galvanischmiteinander verbunden werden können. 4 shows a further embodiment of the invention, in which the metallization for the production of the component structures BS, the tracks LB, the pads AF and the shunt lines SL is performed on wafer level. The substrate is then a wafer on which different component regions are separated from one another by the imaginary cut edges SK. In one step, corresponding component structures and other conductive structures are applied temporally parallel in each component region. In the figure, only the structures of a single component region are schematically indicated, namely two galvanically separated component structures BS1 and BS2. A plurality of pads AF are arranged on the wafer so that they overlap a cutting edge SK and thus belong simultaneously to two adjacent component areas. The connection surfaces are galvanically connected to the component structures BS. Each two adjacent connection surfaces which are galvanically isolated in the finished component are connected to one another via shunt lines SL. In this way, the component structures of adjacent component regions are also galvanically connected to one another by the connection areas AF that belong simultaneously to the two component regions, so that all metallic structures in all device regions can be galvanically connected to one another on the entire wafer surface.
    [0043] Ineinem späterenVerarbeitungsschritt werden die Bauelemente vereinzelt, indem derWafer entlang der Schnittkanten SK aufgetrennt wird, beispielsweisedurch Sägen.Beim Auftrennen werden die Anschlussflächen geteilt, wobei je eineHälfteeinem der beiden dann getrennten Bauelementbereiche bzw. getrenntenBauelemente zugehörigist. Wenn zwei benachbarte Anschlussflächen AF1', AF2' überjeweils zwei Shuntleitungen miteinander verbunden sind, die beiderseitsder dazwischenliegenden Schnittkante SK1 angeordnet sind, so sind dieAnschlussflächender vereinzelten Substrate auch nach der Tren nung noch über dieShuntleitung kurzgeschlossen. Dies bedeutet, daß z.B. während des gesamten Sägevorgangs,der zu einer mechanischen Belastung des Substrats führt, keinestatische Elektrizitätzum Aufbau von Potentialunterschieden zwischen benachbarten BauelementstrukturenBS führenkann.Ina later oneProcessing step, the components are separated by theWafer along the cut edges SK is separated, for exampleby sawing.When splitting the pads are divided, with one eachhalfone of the two then separate component areas or separateAssociated with componentsis. When two adjacent pads AF1 ', AF2' overtwo shunt lines are connected to each other, on both sidesthe intermediate cutting edge SK1 are arranged so are thepadsof the separated substrates even after separationShunt line shorted. This means that e.g. during the whole sawing process,which leads to a mechanical load on the substrate, nostatic electricityfor the construction of potential differences between adjacent component structuresLead BScan.
    [0044] Auchhier könnendie einzelnen Bauelemente anschließend weiterverarbeitet undgegebenenfalls in ein Gehäuseeingebaut werden. Die Auftrennung der Shuntleitungen kann zu einembeliebigen Zeitpunkt erfolgen, vorzugsweise unmittelbar vor einemMessvorgang, der üblicherweisefür jedesBauelement in der Endkontrolle durchgeführt wird. Erst anschließend sinddie Bauelemente funktionsbereit, und nicht mehr durch die Shuntleitungenkurzgeschlossen.Alsohere we canthe individual components subsequently processed andoptionally in a housingto be built in. The separation of the shunt lines can be to atake place at any time, preferably immediately before oneMeasuring process, usuallyfor eachComponent is carried out in the final inspection. Only then arethe components are ready for operation, and not through the shunt linesshorted.
    [0045] Ineiner Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, verschiedene Shuntleitungenzu unterschiedlichen Zeitpunkten bzw. in unterschiedlichen Verfahrensstufenaufzutrennen, je nachdem wie es die Bauelementgeometrie und dieVerarbeitung des Bauelements erfordert. In einer abgewandelten Ausführung ähnlich 4 werdendie Bauelementstrukturen BS mit den Anschlussflächen AF über Shuntleitungen verbunden,währenddie Anschlussflächen AFuntereinander durch eine massive ausgebildete Leiterbahn oder einenelektrisch leitenden Rahmen untereinander verbunden sind. In dieserAusführungsformführt derRahmen zu einem Kurzschließen sämtlicherAnschlussflächen,währenddie Bauelementstrukturen nur überdie Shuntleitungen mit den Anschlussflächen verbunden sind. Auch indieser Ausführungkann die Shuntleitung erst am Ende aller Herstellungsprozesse durchDurchbrennen aufgetrennt werden.In one embodiment of the invention, it is also possible to under different Shuntleitungen at different times or in different stages of the process, depending on how it requires the component geometry and the processing of the device. Similar in a modified version 4 The component structures BS are connected to the pads AF via shunt lines, while the pads AF are interconnected by a solid conductor track or an electrically conductive frame. In this embodiment, the frame leads to a short-circuiting of all connection surfaces, while the component structures are connected to the connection surfaces only via the shunt lines. Also in this embodiment, the shunt line can be separated by burning only at the end of all manufacturing processes.
    [0046] 5 zeigtin schematischer Draufsicht eine weitere Ausführung der Erfindung, bei dermehrere verschiedene Bauele mentstrukturen BS1 bis BS4 über unterschiedlicheShuntleitungen SL kurzgeschlossen sind. Die Shuntleitungen SL verbinden z.B.in der Näheder Bauelementstrukturen BS angeordnete Pads P1, P2, P3, P4 mitden AnschlussflächenAF1, AF2, AF3, AF4. Von einzelnen Pads P2 können auch mehrere ShuntleitungenSL ausgehen. 5 shows a schematic plan view of another embodiment of the invention, in which a plurality of different compo element structures BS1 to BS4 are short-circuited via different shunt lines SL. The shunt lines SL connect, for example, pads P1, P2, P3, P4 arranged in the vicinity of the component structures BS to the connection areas AF1, AF2, AF3, AF4. From individual pads P2 can also go out several shunt lines SL.
    [0047] 6A zeigtin schematischer Draufsicht eine Möglichkeit, eine Bauelementstruktur,die im Betriebszustand ohne elektrische Verbindung zu äußeren Anschlüssen ist,eine sogenannte floatende Metallisierung oder Bauelementstruktur,mit Hilfe nur einer Shuntleitung an andere Bauelementstrukturen anzuschließen. EineShuntleitung besteht aus den Abschnitten SL' und SL'',die elektrisch direkt oder indirekt mit Anschlüssen, z.B. mit entsprechenden PadsP1 und P2 verbunden sind. An einem Punkt RA ist die Shuntleitungim Querschnitt reduziert. An diesem Punkt RA ist hier außerdem nochein weiterer Abschnitt SL''' einer Shuntleitung angeschlossen, der mitder floatenden Bauelementstruktur BS1 verbunden ist. 6A shows a schematic plan view of a way to connect a component structure that is in the operating state without electrical connection to external terminals, a so-called floating metallization or device structure, using only one shunt line to other component structures. A shunt line consists of the sections SL 'and SL'', which are electrically connected directly or indirectly to terminals, eg to corresponding pads P1 and P2. At a point RA, the shunt line is reduced in cross section. At this point RA, a further section SL '"of a shunt line is additionally connected here, which is connected to the floating component structure BS1.
    [0048] ZumDurchbrennen dieser Shuntleitungen wird über die Pads P1 und P2 einStrom angelegt, der zu einem Aufschmelzen oder Verdampfen von Leitermaterialim Abschnitt RA führt.Dabei werden alle drei Abschnitte SL', SL'' und SL''' elektrischgetrennt. 6B zeigt die Anordnung nachdem Durchbrennen.For blowing through these shunt lines, a current is applied via the pads P1 and P2, which leads to a melting or evaporation of conductor material in the section RA. In this case, all three sections SL ', SL''andSL''' are electrically disconnected. 6B shows the arrangement after burning.
    [0049] 7 zeigteine Möglichkeit,eine floatende Metallstruktur FS mit zwei Abschnitten SL' uns SL'' einer Shuntleitung zu überbrücken. Dieskann erforderlich sein, Wenn ein Pad von einer floatenden Metallstrukturumschlossen ist, z.B. von einem Erdungsrahmen oder einer magnetischenAbschirmstruktur. Beim Durchbrennen können beide Abschnitte SL' und SL'' gleichzeitig aufgetrennt werden. 7 shows a way to bridge a floating metal structure FS with two sections SL 'us SL''a shunt line. This may be required if a pad is enclosed by a floating metal structure, eg a grounding frame or a magnetic shielding structure. When burning through, both sections SL 'and SL''can be separated simultaneously.
    [0050] Obwohldie Erfindung nur anhand weniger Ausführungsbeispiele dargestelltwurde, ist sie nicht auf diese beschränkt. Die Erfindung umfasstweitere nicht dargestellte Ausführungen,die insbesondere bezüglichAnzahl, Anordnung und Ausgestaltung der Shuntleitung von den dargestelltenAusführungsbeispielenunterscheiden. Wesentlich ist jedoch stets, daß mit Hilfe der Shuntleitungim fertigen Bauelement galvanisch voneinander getrennte Bauelementstrukturenkurzgeschlossen und so gegen einen elektrischen Überschlag geschützt sind.Even thoughthe invention shown only with reference to fewer embodimentsit is not limited to these. The invention includesother embodiments not shown,especially regardingNumber, arrangement and design of the shunt line of the illustratedembodimentsdiffer. It is essential, however, always that with the help of the shunt linein the finished component galvanically separated component structuresshorted and thus protected against electrical flashover.
    权利要求:
    Claims (18)
    [1]
    Elektrisches Bauelement, – mit einemhalbleitenden oder elektrisch isolierenden Substrat – mit aufoder in dem Substrat angeordneten elektrischen Leiterbahnen undelektrisch leitenden Strukturen, – mit zumindest zwei gegenüber einerSpannung empfindlichen oder durch einen elektrischen ÜberschlaggefährdetenBauelementstrukturen, – beidem in einer Vorstufe des Bauelements die zumindest zwei Bauelementstrukturenmit einer Shuntleitung kurzgeschlossen sind, die einen gegenüber denelektrischen Leiterbahnen verringerten Querschnitt aufweist undmit zwei von außenzugänglichenelektrischen Anschlüssenverbunden ist.Electrical component,- with asemiconductive or electrically insulating substrate- with onor in the substrate arranged electrical conductor tracks andelectrically conductive structures,- with at least two opposite oneVoltage sensitive or by an electric flashovervulnerableDevice structures,- atin a preliminary stage of the component, the at least two component structuresare shorted to a shunt line, the one opposite theelectrical conductor tracks has reduced cross-section andwith two from the outsideaccessibleelectrical connectionsconnected is.
    [2]
    Bauelement nach Anspruch 1, bei dem alle empfindlichenoder gefährdetenBauelementstrukturen mit zumindest einer Shuntleitung kurzgeschlossensind.The device of claim 1, wherein all sensitive onesor endangeredDevice structures with at least one shunt line short-circuitedare.
    [3]
    Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Shuntleitungmindestens einen Abschnitt mit verringertem Querschnitt aufweist.Component according to Claim 1 or 2, in which the shunt linehas at least one section with reduced cross-section.
    [4]
    Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem alle Bauelementstrukturen über elektrischeLeiterbahnen mit elektrischen Anschlussflächen verbunden sind, die wiederummit zumindest einer Shuntleitung kurzgeschlossen sind.Component according to one of claims 1 to 3, wherein all the component structures via electricalTracks are connected to electrical pads, which in turnare short-circuited with at least one shunt line.
    [5]
    Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Shuntleitungund die Leiterbahn aus der gleichen Metallisierung bestehen.Component according to one of claims 1 to 4, wherein the shunt lineand the conductor track consist of the same metallization.
    [6]
    Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Shuntleitungauf der Oberflächedes Substrats angeordnet ist.Component according to one of claims 1 to 5, wherein the shunt lineon the surfaceof the substrate is arranged.
    [7]
    Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Substratein Material mit pyroelektrischen oder piezoelektrischen Eigenschaftenumfasst.Component according to one of claims 1 to 6, wherein the substratea material with pyroelectric or piezoelectric propertiesincludes.
    [8]
    Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Substrateine LTCC- oder eine HTCC-Keramik umfasst.Component according to one of claims 1 to 7, wherein the substrate is a LTCC or a HTCC ceramic includes.
    [9]
    Bauelement nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei dem zwei über eineShuntleitung elektrische miteinander verbundene Anschlussflächen keilförmige Metallflächen aufweisen,die mit den Spitzen zueinander weisen und wobei die Shuntleitungdie Spitzen zweier solcher Metallflächen verbindet.Component according to one of Claims 4 to 8, in which two are connected via aShunt line electrical interconnected pads have wedge-shaped metal surfaces,with the tips facing each other and where the shunt lineconnects the tips of two such metal surfaces.
    [10]
    Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ausgebildet alsgehäustesMEMS, SAW oder FBAR Bauelement , bei dem die Shuntleitung innerhalbdes Bauelementgehäusesangeordnet ist.Component according to one of claims 1 to 9, designed asa housedMEMS, SAW or FBAR device where the shunt line is insideof the component housingis arranged.
    [11]
    Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit durchgebrannterund daher elektrisch unterbrochener Shuntleitung.Component according to one of claims 1 to 10, with a burned throughand therefore electrically shunt line.
    [12]
    Verfahren zur Herstellung eines gegenüber ESDempfindlichen elektrischen Bauelements, – bei dem auf oder in einemSubstrat elektrische Leiterbahnen umfassende Bauelementstrukturendurch Aufbringen einer strukturierten Metallisierung erzeugt werden, – bei demzusätzlichzu der fürdie Bauelementfunktion erforderlichen Metallisierung zumindest eine Shuntleitungerzeugt wird, die zwei im fertigen Bauelement elektrisch voneinandergetrennte Bauelementstrukturen elektrisch kurzschließt, – bei demdie Shuntleitung so ausgebildet wird, dass sie zwischen zwei vonaußenzugänglichenelektrischen Anschlüssenverläuftund zumindest einen Abschnitt aufweist, in dem der Leitungsquerschnittgegenüberdem der elektrischen Leiterbahn reduziert ist, – bei demdas Bauelement fertiggestellt wird – bei dem nach Fertigstellungdes Bauelements an die beiden mit der Shuntleitung verbundenen Anschlüsse einStrom angelegt wird, der den Abschnitt mit verringertem Querschnittdurchbrennt und so den Kurzschluss wieder beseitigt.Process for producing a versus ESDsensitive electrical component,- on or in oneSubstrate electrical interconnects comprising component structuresbe produced by applying a structured metallization,- in whichadditionallyto the forthe component function required metallization at least one shunt lineis generated, the two in the finished component from each other electricallyelectrically shorting separate component structures,- in whichthe shunt line is formed so as to be between two ofOutsideaccessibleelectrical connectionsextendsand at least a portion in which the conduit cross sectionacross fromwhich the electrical track is reduced,- in whichthe device is completed- in the after completionof the component to the two connected to the shunt line connectionsPower is applied to the section of reduced cross-sectionburns out and thus eliminates the short circuit again.
    [13]
    Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Bauelementim Rahmen der Fertigstellung gehäust oderverkapselt wird.The method of claim 12, wherein the devicehoused in the framework of the completion oris encapsulated.
    [14]
    Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem mehrereShuntleitungen erzeugt und in mehreren Schritten durch sequentiellesAnlegen des Stromes an die entsprechenden Anschlusspaare wieder durchgebranntwerden.A method according to claim 12 or 13, wherein severalShunt lines generated and in several steps by sequentialApplying the current to the corresponding connection pairs blown againbecome.
    [15]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem dasDurchbrennen kontrolliert erfolgt, wobei der an die Anschlüsse angelegteStrom kontrolliert erhöhtwird, bis der Strom zusammenbricht und bei dem anschließend diean den Anschlüssen anliegendeSpannung weggenommen wird.Method according to one of claims 12 to 14, wherein theBurning occurs controlled, with the applied to the connectionsPower controlled increasesuntil the power collapses and then theattached to the terminalsTension is taken away.
    [16]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem dieShuntleitung zusammen mit der ersten Metallisierung zur Erzeugungder elektrischen Leiterbahnen und/oder elektrisch leitenden Bauelementstrukturenerzeugt wird.Method according to one of claims 12 to 15, wherein theShunt line together with the first metallization to producethe electrical conductor tracks and / or electrically conductive component structuresis produced.
    [17]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, bei dem derAbschnitt der Shuntleitung mit verringertem Querschnitt auf einerim fertigen Bauelement unabgedeckten Oberfläche oder zumindest in einem Hohlraumangeordnet wird.Method according to one of claims 12 to 16, wherein theSection of shunt line with reduced cross-section on onein the finished device uncovered surface or at least in a cavityis arranged.
    [18]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei dem dieMetallisierung in mehreren Bauelementbereichen auf einem Wafer alsSubstrat durchgeführtwird, bei dem der Wafer im Rahmen der Fertigstellung in einzelneBauelemente vereinzelt wird und bei dem die Shuntleitung nur Bauelementstruktureninnerhalb jeweils eines Bauelementbereichs kurzschließt.Method according to one of claims 12 to 17, in which theMetallization in several device areas on a wafer asSubstrate performedin which the wafer is in the context of completion in individualComponents is isolated and in which the shunt line only component structureswithin each of a component region short-circuits.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    EP1061783B2|2019-12-25|Keramik-Metall-Substrat, insbesondere Mehrfachsubstrat
    EP1908131B1|2009-11-11|Verfahren zum herstellen eines monolithischen piezoaktors mit teilstapeln, monolithischer piezoaktor mit teilstapeln und verwendung des piezoaktors
    DE102005039478B4|2007-05-24|Power semiconductor device with semiconductor chip stack and method for producing the same
    EP1204152B1|2006-05-17|Aussenelektroden an piezokeramischen Vielschichtaktoren
    EP2143117B1|2011-08-03|Elektrisches vielschichtbauelement mit elektrisch nicht kontaktierter abschirmstruktur
    EP2232600B1|2015-06-10|Piezoelektrisches vielschichtbauelement
    DE102004014925B4|2016-12-29|Electronic circuit arrangement
    DE19715488C1|1998-06-25|Piezo actuator with new contacts and manufacturing process
    EP1527483B1|2007-10-10|Aussenelektrode an einem piezokeramischen vielschichtaktor
    DE102004034185B3|2006-01-05|Temperature sensor and method for its production
    EP1476907B1|2019-03-06|Piezoaktor mit strukturierter aussenelektrode
    DE102004031404B4|2010-04-08|Piezoelectric component with predetermined breaking point and electrical connection element, method for producing the component and use of the component
    DE102009037257B4|2014-07-31|Power semiconductor module with circuit carrier and load connection element and manufacturing method thereof
    EP1597780B1|2010-10-06|Elektrisches vielschichtbauelement und schichtstapel
    EP2606516B1|2016-01-13|Rohrförmiges thermoelektrisches modul sowie verfahren zu dessen herstellung
    DE10238037B4|2014-02-13|Semiconductor device with housing and holder
    DE10121895B4|2012-05-24|Solar cell module and method of manufacture
    DE102009031408A1|2011-01-05|Electronic component and corresponding manufacturing method
    EP2130232A2|2009-12-09|Solarzellenvorrichtung, solarzellenmodul und verbindungsanordnung
    EP2399265B1|2012-12-26|Elektrisches vielschichtbauelement
    EP1260124A2|2002-11-27|Kühlkörpermodul und anordnung von kühlkörpermodulen
    DE19646676C1|1998-04-23|Piezo actuator with a new type of contact and manufacturing process
    EP2642582A2|2013-09-25|Elektrisches Überbrückungselement, insbesondere für Speicherzellen eines Energiespeichers
    DE10118408B4|2012-03-01|Method for producing a surface acoustic wave device
    EP3378112B1|2020-04-15|Elektrische überbrückungseinrichtung zum überbrücken elektrischer bauelemente, insbesondere einer energiequelle oder eines energieverbrauchers
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004005129B4|2018-09-27|
    US20090011554A1|2009-01-08|
    US7411291B2|2008-08-12|
    KR20060132712A|2006-12-21|
    JP4814108B2|2011-11-16|
    US20060284307A1|2006-12-21|
    KR101270062B1|2013-05-31|
    JP2007520949A|2007-07-26|
    US7998805B2|2011-08-16|
    WO2005074028A1|2005-08-11|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-03-17| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2012-02-21| R016| Response to examination communication|
    2017-04-21| R016| Response to examination communication|
    2017-04-26| R081| Change of applicant/patentee|Owner name: SNAPTRACK, INC., SAN DIEGO, US Free format text: FORMER OWNER: EPCOS AG, 81669 MUENCHEN, DE |
    2017-04-26| R082| Change of representative|Representative=s name: BARDEHLE PAGENBERG PARTNERSCHAFT MBB PATENTANW, DE |
    2018-05-09| R016| Response to examination communication|
    2018-06-21| R079| Amendment of ipc main class|Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01L0023520000 Ipc: H01L0023620000 |
    2018-06-21| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2019-06-28| R020| Patent grant now final|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004005129.1A|DE102004005129B4|2004-02-02|2004-02-02|Device with sensitive component structures and method of manufacture|DE102004005129.1A| DE102004005129B4|2004-02-02|2004-02-02|Device with sensitive component structures and method of manufacture|
    PCT/EP2005/000328| WO2005074028A1|2004-02-02|2005-01-14|Bauelement mit empfindlichen bauelementstrukturen und verfahren zur herstellung|
    JP2006549982A| JP4814108B2|2004-02-02|2005-01-14|COMPONENT HAVING SENSITIVE COMPONENT STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME|
    US11/491,594| US7411291B2|2004-02-02|2006-07-24|Component with sensitive component structures and method for the production thereof|
    KR1020067017823A| KR101270062B1|2004-02-02|2006-09-01|A device comprising a sensitive structure and a method of manufacturing the same|
    US12/169,750| US7998805B2|2004-02-02|2008-07-09|Component with sensitive component structures and method for the production thereof|
    [返回顶部]